TA1/Cu/X65复合板焊接接头微观组织及力学性能

对TA1/Cu/X65三层复合板(复层TA1厚2 mm,中间层Cu厚1 mm,基层X65管线钢厚12 mm)进行了钨极氩弧焊(TIG)对接焊,设计并制备了过渡层焊接材料Cu-Ag-Mo-Nb药芯焊丝,从而对焊接接头性能进行有效冶金调控。通过SEM、EDS、XRD、TEM对接头组织特征、界面元素分布进行了分析鉴定,通过拉伸和显微硬度实验测试了接头的力学性能。结果表明,焊缝各层填充金属之间冶金结合良好,且有明显的熔合线和过渡带,其中,在Ti焊缝和过渡层焊缝之间存在宽度大约为150μm的Ti-Cu冶金反应区,过渡层焊缝和钢焊缝之间的组织主要是铁基固溶体和铜基固溶体。中间Cu夹层和Cu-Ag-Mo-Nb药芯焊丝的使用,抑制了Ti-Fe硬脆金属间化合物的产生,形成了塑性相对较好的铜基固溶体和Ti-Cu、Ti-Ag等金属间化合物。接头的平均抗拉强度为507 MPa,主要由X65层贡献。焊缝硬度在各过渡界面处均发生突变,其中在Cu-Ag-Mo-Nb、ERTi-1焊缝处硬度可高达447和507 HV_(100),对接头塑韧性有很大影响。     

中间Cu层对TA1/X65复合板熔焊接头性能的影响

使用Cu-Ag-Mo-Nb药芯焊丝对TA1/X65和TA1/Cu/X65两种爆炸复合板进行熔焊对接,使用SEM、EDS等手段表征接头的微观形貌、元素分布及成分组成,研究了两种试板接头的力学性能。结果表明,两种试板的焊缝各层衔接良好,钛、钢与过渡层的界面处均有明显的灰色过渡带,接头没有气孔、夹杂或裂纹等缺陷。SEM、EDS分析结果表明,在两层试板的三角区产生了Ti Fe相。三层试板中的Cu层防止了Ti、Fe的互扩散,使焊缝两侧至过渡层Ti元素和Fe元素的扩散明显降低,钛焊缝中Fe的含量和钢焊缝中Ti的含量也显著降低。对接头性能的测试结果表明,三层试板的三项力学性能指标均优于两层试板。     

Cu基焊丝焊接TA1-Q235B接头的显微组织和力学性能

用制备的铜基Cu-Mn-Cr-Fe-Co-Ni药芯焊丝进行TA1-Q235B异种金属接头TIG焊接试验。用SEM观察接头的显微组织、金属间化合物的分布形态,并借助EDS和XRD分析接头的相组成。结果表明:制备的药芯焊丝均能实现TA1-TA1和Q235B-Q235B对接接头的焊接连接,但是TA1-Q235B对接接头在焊后即刻断裂,而搭接接头可在室温稳定存在;TA1-TA1对接接头由细小的α-Ti+CuTi_2共析组织构成,Q235B-Q235B对接接头由富Cu和富Fe固溶体(s,s)组成;TA1-Q235B搭接接头钛一侧界面主要由β-Ti(s,s)+Fe Ti+Cu Ti+CuTi_2组成,焊缝由Cu(s,s)+Fe_2Ti+Fe Ti+Cu0.5Fe0.5Ti组成,钢一侧界面主要由Fe_2Ti+Fe(s,s)+Cu(s,s)组成;TA1-TA1对接接头的抗拉强度达到280 MPa,Q235B-Q235B为450 MPa。     

T2-TA1搅拌摩擦钎焊接头显微组织及结合机理分析

以B-Ag45CuZnCd为中间层进行T2-TA1搅拌摩擦钎焊(FSB)搭接接头的焊接。对两种焊接参数下形成接头的显微组织进行表征。结果表明:在转速为1 500 r/min、焊速为5.7 m/h、压下量为0.3 mm条件下,Ti、Cu界面为"机械混合+冶金结合"的混合机制,焊核区界面由Ti层开始,相组成依次为α-Ti(s,s)+CuTi_2/TiCu/AgCd+Ag(s,s);在转速为1 180 r/min、焊速为9.0 m/h、压下量为0.5 mm条件下,Ti、Cu界面为冶金结合,结合区相组成为Cu(s,s)+Cu_4Ti,过渡层厚度约为8μm;热机影响区界面由Ti层开始,依次由α-Ti(s,s)+CuTi_2/AgCd+Ag(s,s)+Cu(s,s)/Cu(s,s)+Cu_4Ti/Cu(s,s)+Cu_4Ti组成;焊缝边沿区域为完全钎焊结合,界面组织为CuTi+AgCd+Ag(s,s)+Cu(s,s)。     

焊接面清洁度对高纯Ti靶材扩散焊接的影响

对比三种方案对高纯Ti和CuCr合金材料的清洗效果,结果表明除油粉水溶液超声清洗的效果最佳。将焊接面清洁度不同的CuCr合金与高纯Ti进行扩散焊接,界面形貌和结合强度结果表明焊接面清洁度对扩散焊接有很大的影响,清洁度越高,材料结合效果越好,焊接结合强度越大。     

显微组织对0Cr13Ni5Mo不锈钢高周疲劳的影响机制

为揭示显微组织对低碳马氏体高强韧不锈钢疲劳损伤的影响规律,选取两种不同的工艺对0Cr13Ni5Mo钢(退火态)进行热处理:工艺1,淬火(1 050℃保温1 h,油冷)+回火(650℃保温2 h,空冷);工艺2,淬火(1 050℃保温1 h,油冷)+回火(700℃保温2 h,空冷)。用光学显微镜(OM)和电子显微镜(SEM)对不同热处理工艺下试板的显微组织、疲劳断口进行分析,通过拉伸、冲击和高周疲劳试验测试试板的力学性能。结果表明:两种热处理工艺下试板的组织均为板条状回火马氏体+逆变奥氏体+颗粒状碳化物,工艺2的显微组织中逆变奥氏体的量大大减少;试板经两种热处理后冲击功均大幅提升,工艺1试板的冲击功最大,为86 J,抗拉强度、屈服强度、高周疲劳极限均最高,分别为956.11、746.19、480 MPa;试样的S-N曲线在107周次左右时会出现平台,且当疲劳寿命小于107周次时,S-N曲线呈连续下降趋势,疲劳寿命随载荷的降低而增加;高周疲劳断口可以分为裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区。     

Cu基药芯焊丝TIG焊TA1/Q235B接头微观组织和显微硬度

利用Cu基(Cu-Cr-Co-Ni)药芯焊丝对TA1/Q235B异种金属对接与搭接接头进行了TIG焊接试验. 通过SEM、EDS和XRD对接头微观组织进行了详细分析,通过显微硬度测试了接头的硬度分布. 结果表明,采用Cu基药芯焊丝进行TA1/Q235B TIG焊接,对接和搭接均得到了无缺陷的接头. 两种接头的焊缝与母材界面处组织分布类似,其中TA1侧主要由β-Ti固溶体、FeTi和CuTi₂化合物组成;Q235B侧主要由Fe,Cu基固溶体和Fe₂Ti化合物组成. 对接焊缝主要由Cu基固溶体,CuTi,FeTi,Cu₄Ti,τ₂和τ₃金属间化合物组成,而搭接焊缝主要由Cu基固溶体、τ₂和Cu₄Ti组成. 对接接头的平均硬度为449 HV0.1,搭接接头的平均硬度为335 HV0.1.